Was ist ein Feldeffekttransistor?
Ein Feldeffekttransistor (FET) ist eine elektronische Komponente, die üblicherweise in integrierten Schaltkreisen verwendet wird. Sie sind ein einzigartiger Transistortyp, der eine variable Ausgangsspannung bietet, je nachdem, was in sie eingegeben wurde. Dies steht im Gegensatz zu Bipolar-Junction-Transistoren (BJT), die je nach Stromfluss Ein- und Ausschaltzustände aufweisen. Der Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ist der am häufigsten verwendete FET-Typ. Er wird häufig in das Design von Computerspeichern integriert, da er eine höhere Geschwindigkeit bei geringerem Energieverbrauch als BJTs bietet.
Transistoren haben viele verschiedene Merkmale und Funktionen für die Schaltungen, für die sie ausgelegt sind. Organische Feldeffekttransistoren (OFET) werden auf einem organischen Schichtsubstrat aufgebaut, bei dem es sich üblicherweise um eine Form von Polymer handelt. Diese Transistoren haben flexible und biologisch abbaubare Eigenschaften und werden zur Herstellung von Videodisplays und Solarzellenplatten auf Kunststoffbasis verwendet. Eine andere Art von FET-Variation ist der Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET), der als Diode in einer Schaltung fungiert und nur dann Strom leitet, wenn die Spannung umgekehrt wird.
Kohlenstoffnanoröhren-Feldeffekttransistoren (CNTFET) sind eine Form von experimentellen Feldeffekttransistoren, die auf einzelnen Kohlenstoffnanoröhren anstelle eines typischen Siliziumsubstrats aufgebaut sind. Damit sind sie etwa 20-mal kleiner als die kleinsten Transistoren, die mit herkömmlicher Dünnschichttechnologie hergestellt werden können. Ihr Versprechen ist es, viel schnellere Computer-Verarbeitungsgeschwindigkeiten und mehr Speicher zu geringeren Kosten anzubieten. Sie wurden seit 1998 erfolgreich demonstriert, aber Probleme wie der Abbau der Nanoröhren in Gegenwart von Sauerstoff und die Langzeitzuverlässigkeit unter Temperatur- oder elektrischen Feldbelastungen haben sie experimentell gehalten.
Andere Arten von Feldeffekttransistoren, die in der Industrie allgemein verwendet werden, umfassen Gate-Transistoren, wie den Insulated-Gate-Bipolar-Transistor (IGBT), der Spannungen von bis zu 3.000 Volt verarbeiten kann und als schnelle Schalter fungiert. Sie haben vielfältige Anwendungen in vielen modernen Geräten, elektrischen Auto- und Zugsystemen und werden häufig in Audioverstärkern verwendet. Depleted-Mode-FETs sind ein weiteres Beispiel für eine Variation des FET-Designs und werden häufig als Photonensensoren und Schaltungsverstärker verwendet.
Die vielen komplexen Anforderungen an Computer- und Elektronikgeräte fördern weiterhin eine Diversifizierung im Design sowohl der Funktionsweise der Transistoren als auch der Materialien, aus denen sie hergestellt werden. Der Feldeffekttransistor ist eine grundlegende Komponente in praktisch allen Schaltungen. Das Prinzip für den Feldeffekttransistor wurde erstmals 1925 patentiert. Es werden jedoch ständig neue Konzepte zur Nutzung dieser Idee entwickelt.